CN100559281C - 曝光装置及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能在确保安全性的同时进行短时间内的步进动作，从而能使生产量提高的曝光装置及曝光方法。曝光装置(PE)的控制装置(80)以使Z轴输送台(2A)的垂直方向的相对移动与工件装载台输送机构(2B)的水平方向的相对移动同步的方式控制Z轴输送台(2A)及工件装载台输送机构(2B)。

Description

曝光装置及曝光方法

技术领域

本发明涉及适用于将掩模的掩模图案以分割逐次曝光方式接近(靠近)曝光转印到液晶显示器或等离子显示器等大型平板显示器的基板上的曝光装置及曝光方法。

背景技术

以前，对制造液晶显示器装置或等离子显示器装置等平板显示器装置的彩色滤光片的曝光装置进行了各种提案(例如，参见日本专利文献1)。记载在专利文献1中的曝光装置使用比作为被曝光件的基板小的掩模，用掩模装载台保持该掩模并用工件装载台保持基板，使两者接近地相对配置。而且，在该状态下使基板和掩模相对移动(一般移动基板)，在每步中从掩模侧向基板照射图案曝光用的光，由此将设在掩模上的掩模图案曝光转印到基板上的多个部位，从而制成显示器等。

在上述那样的曝光装置中，例如，在使基板相对掩模进行步进移动时，通常，在已使基板下降或使掩模上升之后，进行步进移动，之后，使基板上升或使掩模下降，以进行曝光时的间隙调整。例如，如图24所示，当规定位置的曝光转印结束时(步骤S101)，例如输送机构的工件装载台动作，基板沿垂直方向下降(Z轴退避)(步骤S102)。接着，沿水平方向(XY方向)步进移动输送机构(步骤S103)、以使基板位于下个曝光位置，之后，使工件装载台沿垂直方向上升(Z轴上升)(步骤S104)，直到基板与掩模之间的间隙达到所需的间隙量。而且，进行间隙调整及对准调整(步骤S105)，进行下次曝光转印。

专利文献1：特开平9-127702号公报

发明内容

可是，这种曝光转印时的动作虽然没有基板和掩模接触而导致掩模破损的担忧、安全性高，但是在使基板沿垂直方向下降及上升的动作中花费时间，会给生产量带来不能忽略的影响。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能在确保安全性的同时进行短时间内的步进动作，从而能使生产量提高的曝光装置及曝光方法。

本发明的上述目的通过以下结构实现。

(1)一种曝光装置，具有保持作为被曝光件的基板的工件装载台；与基板相对配置并保持掩模的掩模装载台；将图案曝光用的光通过掩模照射到基板的照射单元；使工件装载台和掩模装载台中的一个相对另一个沿水平方向及垂直方向相对移动、以使掩模的掩模图案与基板上的多个规定位置相对的输送机构；及控制输送机构的控制装置，其特征在于，控制装置控制输送机构，以使输送机构的水平方向的相对移动和垂直方向的相对移动同步。

(2)根据(1)记载的曝光装置，其特征在于，输送机构具有用于沿水平方向移动工件装载台的马达；在水平方向的相对移动中，控制装置根据马达的状态信号控制输送机构，以开始掩模和基板相互接近的垂直方向的相对移动。

(3)根据(2)记载的曝光装置，其特征在于，在水平方向的相对移动中，当马达的旋转速度减速到规定速度以下时，控制装置控制输送机构，以开始掩模和基板相互接近的垂直方向的相对移动。

(4)根据(1)～(3)中任一项记载的曝光装置，其特征在于，控制装置控制输送机构，以在到比曝光时的掩模和基板间的曝光间隙大的第一间隙之前，使水平方向的相对移动与掩模和基板相互接近的垂直方向的相对移动同步，而且，从第一间隙到曝光间隙，仅进行掩模和基板相互进一步接近的垂直方向的相对移动。

(5)根据(1)～(3)中任一项记载的曝光装置，其特征在于，控制装置控制输送机构，以从曝光时的掩模和基板间的曝光间隙到比曝光间隙大的第二间隙，仅进行掩模和基板相互远离的垂直方向的相对移动，而且，越过第二间隙之后，使水平方向的相对移动与掩模和基板相互进一步远离的垂直方向的相对移动同步。

(6)使用(1)～(3)记载的曝光装置的曝光方法，其特征在于，输送机构使水平方向的相对移动和垂直方向的相对移动同步地进行。

根据本发明，由于控制装置控制输送机构，以使输送机构的水平方向的相对移动和垂直方向的相对移动同步，所以能在确保安全性的同时进行短时间内的步进动作，从而能缩短曝光动作的间隔时间，由此，能提高生产率。

附图说明

图1为部分分解根据本发明第一实施方式的分割逐次接近曝光装置的透视图。

图2为掩模装载台部分的放大透视图。

图3(a)为图2的III-III线剖视图，图3(b)为图3(a)的掩模位置调整机构的顶视图。

图4为说明工件侧对准标记的照射光学系统用的说明图。

图5为表示对准图像的焦距调整机构的构成图。

图6为表示对准摄像机与该对准摄像机的焦点调整机构的基本构造的侧视图。

图7为图1所示分割逐次接近曝光装置的主视图。

图8为表示图1所示分割逐次接近曝光装置的电气结构的方框图。

图9为对15英寸显示器材料DP进行12面倒角后的基板W的俯视图。

图10为表示与图10的基板W相对配置的掩模的视图。

图11(a)～(d)为说明步进曝光用的说明图。

图12为表示本发明的步进曝光期间的步进动作的流程图。

图13为表示本发明的步进曝光期间的轨迹的说明图。

图14为概略表示根据本发明第二实施方式的分割逐次接近曝光装置的整体结构的俯视图。

图15为图14的分割逐次接近曝光装置的主要部分的主视图。

图16为基板装载台的侧面图。

图17为图14的掩模装载机的侧面图。

图18为表示第二实施方式的分割逐次接近曝光装置的控制结构的方框图。

图19为表示第二实施方式的步进曝光期间的步进动作的流程图。

图20为表示X轴及Y轴输送驱动机构的马达的旋转速度的曲线图。

图21为表示第二实施方式的步进曝光期间的轨迹的说明图。

图22为示意地表示将第二实施方式的分割逐次接近曝光装置的结构适用到单装载台结构上的例子的俯视图。

图23为图22的分割逐次接近曝光装置的主要部分的主视图。

图24为说明现有的曝光装置中的步进动作的流程图。

图25为根据本发明第二实施方式的分割逐次曝光装置的掩模装载台部分的剖视图。

图26为表示根据本发明第二实施方式的分割逐次曝光装置的变形例的吸盘(chuck)装置的放大剖视图。

图27为根据本发明第三实施方式的分割逐次曝光装置的掩模装载台部分的剖视图。

图28为根据本发明第五实施方式的分割逐次曝光装置的掩模装载台部分附近的剖视图。

图29为用于说明现有的分割逐次曝光装置的基板和掩模的相对移动的剖视图。

图30(a)为表示图29的基板和掩模之间间隙的视图，图30(b)为通过数值计算得到图29的基板和掩模相对移动期间的掩模压力变化的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的曝光装置的各实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

本实施方式对具有本发明的曝光装置(即分割逐次接近曝光装置PE)及控制装置80(参见图8)的显示器制造装置进行说明。如图1所示，分割逐次接近曝光装置PE具有用于保持掩模M的掩模装载台1、保持玻璃基板(被曝光件)W的工件装载台2、作为图案曝光用照射单元的照明光学系统3、及支承掩模装载台1和工件装载台2的装置底座4。

另外，玻璃基板W(下面，仅称作“基板W”)与掩模M相对配置，并为了曝光转印设在该掩模M上的掩模图案P而在表面(与掩模M相对的面)上涂覆感光剂而具有透光性。

为了便于说明，从照明光学系统3开始说明，照明光学系统3具有紫外线照射用光源，例如高压水银灯31；将从该高压水银灯31照射的光进行聚光的凹面镜32；可自由切换地设置在该凹面镜32的焦点附近的两种类光学积分器33；平面反射镜35、36及球面反射镜37；以及设置在该平面反射镜36和光学积分器33之间并对照射光路进行开闭控制的曝光控制用快门34。

当曝光时打开曝光控制用快门34时，从高压水银灯31照射的光经过图1所示的光路L，作为图案曝光用的平行光垂直地照射到掩模装载台1上保持的掩模M、进而照射到工件装载台2上保持的基板W的表面。这样，掩模M的掩模图案P就被曝光转印到基板W上。

接着，以掩模装载台1及工件装载台2的顺序进行说明。首先，掩模装载台1具有掩模装载台底座10，该掩模装载台底座10支承在从装置底座4突出设置的掩模装载台支柱11上并位于工件装载台2的上方。

如图2所示，掩模装载台底座10大致呈矩形形状并在中央部分具有开口10a，掩模保持框12可沿X、Y方向移动地安装在该开口10a中。

如图3(a)所示，掩模保持框12使设置在其上端外周部的凸缘12a放置在掩模装载台底座10的开口10a附近的上表面处，以在其和掩模装载台底座10的开口10a的内周之间留出规定间隔的方式插入，这样，掩模保持框12可沿X、Y方向移动该间隔大小的程度。

吸盘部16通过隔离件20固定在该掩模保持框12的下面，与掩模保持框12一起可沿X、Y方向相对掩模装载台底座10移动。在吸盘部16上开设多个用于吸附设有掩模图案P的掩模M的端部、即周边部用的吸引管嘴16a。这样，掩模M通过吸引管嘴16a由真空式吸附装置(图中未示出)可自由脱离地保持在吸盘部16上。

而且，在图2中，在掩模装载台10的上表面上设置掩模位置调整机构13，该机构根据后述的对准摄像机15的检测结果或后述的激光测长装置60的测定结果，使掩模保持框12在XY平面内移动，以调整由该掩模保持框12保持的掩模M的位置及姿势。

掩模位置调整机构13具有安装在掩模保持框12的沿着Y轴方向的一边上的X轴方向驱动装置13x、及安装在掩模保持框12的沿着X轴方向的一边上的两台Y轴方向驱动装置13y。

如图3(a)及图3(b)所示，X轴方向驱动装置13x具有驱动用致动器(例如电动致动器)131，其具有沿X轴方向伸缩的杆131r；和线性导引件(直动式轴承导引件)133，其安装在掩模保持框12的沿着Y轴方向的边部。线性导引件133的导轨133r沿Y轴方向延伸并固定在掩模保持框12上。而且，可移动地安装在导轨133r上的滑块133s通过销支承机构132连接到固定设置在掩模装载台底座10上的杆131r的前端。

另一方面，Y轴方向驱动装置13y具有和x轴方向驱动装置13x相同的结构，该Y轴方向驱动装置13y具有驱动用致动器(例如电动致动器)131，其具有沿Y轴方向伸缩的杆131r；和线性导引件(直动式轴承导引件)133，其安装在掩模保持框12的沿着X轴方向的边部。线性导引件133的导轨133r沿X轴方向延伸并固定在掩模保持框12上。而且，可移动地安装在导轨133r上的滑块133s通过销支承机构132连接到杆131r的前端。而且，由X轴方向驱动装置13x进行掩模保持框12的X轴方向的调整，由两台Y轴方向驱动装置13y进行掩模保持框12的Y轴及θ轴方向(绕Z轴的摇动)的调整。

另外，如图2所示，在掩模保持框12的X轴方向上相互相对的两边的内侧设置间隙传感器14和对准摄像机15，前者作为测定掩模M和基板W的相对面间的间隙的单元，后者作为检测掩模M和位置对准基准的平面偏移量的单元。该间隙传感器14及对准摄像机15可一起通过移动机构19沿X轴方向移动。

移动机构在掩模保持框12的X轴方向上相互相对的两边的上面侧以沿Y轴方向延伸的方式分别设置保持架台191，该保持架台191用于保持间隙传感器14及对准摄像机15，该保持架台191的远离Y轴方向驱动装置13y侧的端部由线性导引件192支承。线性导引件192具有设置在掩模装载台底座10上并沿X轴方向延伸的导轨192r、及在导轨192r上移动的滑块(图中未示出)，保持架台191的上述端部固定在该滑块上。

而且，滑块通过由马达及滚珠丝杠构成的驱动用致动器193驱动，由此间隙传感器14及对准摄像机15通过保持架台191沿X轴方向移动。

如图4所示，对准摄像机15从掩模背面侧以光学方式检测出保持在掩模装载台1下表面的掩模M的表面的掩模侧对准标记101，通过焦点调整机构151相对掩模M进行接近/离开移动，以进行焦点调整。

焦点调整机构151具有线性导引件152、滚珠丝杠153和马达154。在线性导引件152中设有导轨152r和滑块152s，其中导轨152r沿上下方向延伸地安装在掩模装载台1的移动机构19的保持架台191上，另一方面，对准摄像机15通过工作台152t固定在该线性导引件152的滑块152s上。而且，使与滚珠丝杠153的螺纹轴螺合的螺母连接到工作台152t，同时，由马达154旋转驱动该螺纹轴。

而且，在该实施方式中，如图5所示，在设于工件装载台2上的工件吸盘8的下方，与对准摄像机15的光轴一致、且与Z轴微动装载台24一体地设置光学系统78，该投影光学系统78具有光源781及聚光透镜782，并从下方投影对准标记100。另外，在工件装载台2、Y轴输送台52上形成与投影光学系统78的光路对应的通孔。

另外，在该实施方式中，如图6所示，设置对准图像的最佳焦距调整机构150，该机构检测掩模M的具有掩模侧对准标记101的面(掩模标记面Mm)的位置并防止对准摄像机15的焦点偏移。该最佳焦距调整机构150除包括对准摄像机15及焦点调整机构151之外，还将间隙传感器14用作焦点偏移检测单元。即，将该间隙传感器14检测的掩模下面位置的检测值与控制装置80预先设定的焦点位置进行比较并求出差值，根据该差值计算相对于设定焦点位置的相对焦点位置变化量，与该计算变化量对应地控制焦点调整机构151的马达154，使对准摄像机15移动，由此调整对准摄像机15的焦点。

通过使用该最佳焦距调整机构150，可以与掩模M的板厚变化或板厚偏差无关地进行对准图像的高精度的焦距调整。即，在更换使用多种掩模M的情况下，即使在单个掩模的厚度不同的情况下，也常能得到适当的焦点。另外，焦点调整机构151、投影光学系统78、最佳焦距调整机构150等不仅与第一层分割图案的对准的高精度对应，而且也对第二层以后的对准的高精度化有用，另外，如果知道掩模M的厚度，则也可以省略最佳焦距调整机构150而与厚度对应地移动焦点调整机构。

另外，可以在掩模装载台底座10的开口10a的Y轴方向的两端部、在掩模M的上方配置用于根据需要而遮蔽掩模M的两端部的蔽光孔(遮蔽板)17，该蔽光孔17通过由马达、滚珠丝杠及线性导引件构成的蔽光孔驱动装置18可沿Y轴方向移动、以能调整掩模M的两端部的遮蔽面积。

工件装载台2具有Z轴输送台2A和工件装载台输送机构2B，前者设置在装置底座4上并沿垂直方向移动、以将掩模M和基板W的相对面间的间隔调整到规定量，后者设置在该Z轴输送台2A上并使工件装载台2在XY轴方向上水平移动。即，Z轴输送台2A和工件装载台输送机构2B构成使工件装载台2和掩模装载台1中的一个相对另一个沿水平方向及垂直方向进行相对移动的输送机构。

如图7所示，Z轴输送台2A具有Z轴粗动装载台22和Z轴微动装载台24，前者通过立设在装置底座4上的上下粗动机构21可沿Z轴方向移动地被支承，后者通过上下微动机构23(参见图1)支承在该Z轴粗动装载台22上。在上下粗动机构21中使用由马达21a及滚珠丝杠21b等构成的电动致动器，由控制装置80进行驱动控制而进行上下动作，由此使Z轴粗动装载台22升降到预先设定的位置，而不进行掩模M和基板W间的间隔的测定。

另一方面，图1所示的上下微动机构23具有将马达、滚珠丝杠及楔组合在一起的可动楔机构。在该实施方式中，例如由设置在Z轴粗动装载台22上面的马达23a旋转驱动滚珠丝杠的螺纹轴23b，同时将滚珠丝杠螺母23c形成为楔状(下面，称作“楔状螺母23c”)，使该楔状螺母23c的斜面与突出设置在Z轴微动装载台24下表面的楔24a的斜面结合，由此构成可动楔机构。

而且，当旋转驱动滚珠丝杠的螺纹轴23b时，楔状螺母23c沿Y轴方向水平微动，该水平微动运动通过两楔23c、24a的斜面作用转换为高精度的上下微动运动。

由该可动楔机构构成的上下微动机构23在Z轴微动装载台24的Y轴方向的一端侧(图1的眼前侧)设置两台，在另一端侧设置一台(未图示)，总共设置三台，各自被独立地驱动控制。这样，上下微动机构23同时具备倾斜功能，根据三台间隙传感器14对掩模M和基板W间的间隔的测定结果，微调整Z轴微动装载台24的高度，以便掩模M和基板W平行且以规定的间隔相对。另外，上下粗动机构21及该上下微动机构23也可以设置在Y轴输送台52的一部分上。

如图7所示，工件装载台输送机构2B具有：作为两组滚动导引件的一种的线性导引件41，上述两组滚动导引件在Z轴微动装载台24的上面、沿Y轴方向相互远离地配置并分别沿X轴方向延伸；安装在该线性导引件41的滑块41a上的X轴输送台42；及使X轴输送台42沿X轴方向移动的X轴输送驱动机构43。X轴输送台42连接到与滚珠丝杠轴432螺合的滚珠丝杠螺母433上，该滚珠丝杠轴432由X轴输送驱动机构43的马达431旋转驱动。

而且，输送机构2B还具有：作为两组滚动导引件的一种的线性导引件51，上述两组滚动导引件在该X轴输送台42的上面、沿X轴方向相互远离地配置并分别沿Y轴方向延伸；安装在该线性导引件51的滑块51a上的Y轴输送台52；及使Y轴输送台52沿Y轴方向移动的Y轴输送驱动机构53。Y轴输送台52连接到与滚珠丝杠轴532螺合的滚珠丝杠螺母(图中未示出)上，该滚珠丝杠轴532由Y轴输送驱动机构53的马达531旋转驱动。在该Y轴输送台52的上面安装工件装载台2。

这里，本实施方式的Z轴输送台2A和工件装载台输送机构2B，在各层图案在基板上的多个规定位置曝光时，可与步进移动同步地控制工件装载台2的退避动作或上升动作。

而且，检测工件装载台2的X轴、Y轴位置的移动距离测定部、即，激光测长装置60设置在装置底座4上。在如上构成的工件装载台2中，由于滚珠丝杠或线性导引件本身的形状等的误差、这些部件的安装误差等，在工件装载台2移动时，会不可避免地产生定位误差、偏转、平直度误差等。因此，该激光测长装置60以这些误差的测定为目的。如图1所示，该激光测长装置60包括一对Y轴干涉计62、63，其与工件装载台2的Y轴方向端部相向地设置并具有激光器；一个X轴干涉计64，其设置在工件装载台2的X轴方向端部并具有激光器；Y轴用反射镜66，其设置在工件装载台2的与Y轴干涉计62、63相对的位置；及X轴用反射镜68，其设置在工件装载台2的与X轴干涉计64相对的位置。

这样，由于相对Y轴方向设置两台Y轴干涉计62、63，所以不仅能知道工件装载台2的Y轴方向位置的信息，而且能通过Y轴干涉计62和63的位置数据的差得知偏转误差。对于Y轴方向位置，可以考虑工件装载台2的X轴方向位置、偏转误差而对两者的平均值进行适当的校正，从而算出。

而且，在接着上一分割图案的曝光再对下一分割图案进行曝光时，将基板W送到下一区域，在此阶段，如图8所示，将各干涉计62～64输出的检测信号输入控制装置80。该控制装置80根据该检测信号控制X轴输送驱动机构43及Y轴输送驱动机构53、以调整分割曝光用的XY方向的移动量，同时，根据X轴干涉计64的检测结果及Y轴干涉计62、63的检测结果，算出下次曝光用的定位校正量，并将该计算结果输送到掩模位置调整机构13(根据需要还输送到上下微动机构23)。在此，所谓检测信号是指检测出XY方向位置、即Y轴输送台52的位置的信号。这样，与该校正量对应地驱动掩模位置调整机构13等，从而消除由X轴输送驱动机构43或Y轴输送驱动机构53引起的定位误差、平直度误差及偏转等的影响。

而且，即使在工件装载台2输送时完全没有误差的情况下，当在最初状态下掩模M的掩模图案P的方向和工件装载台2的输送方向偏移时，通过分割逐次曝光在基板W上形成的各图案也会在倾斜的状态下形成，在下次曝光时已分割形成在基板W上的图案彼此的接缝会偏移而无法匹配。

而且，尽管如上所述，掩模M通过真空式吸引装置吸附保持在吸盘部16上，但是在这种吸附保持期间，掩模M的掩模图案P的方向和由工件装载台输送机构2B决定的工件装载台2的移动方向难以高精度地符合。

例如，如图11(a)所示，如果在最初的位置在倾斜的状态下曝光，则即使在完全没有输送误差的情况下，如双点划线所示，下一位置的曝光图案也会同样在倾斜的状态下形成。

因此，在本实施方式中，如图11所示，在工件装载台2(实际上，设置在工件装载台2上的工件吸盘8)的上表面的至少两处沿X轴方向相互隔开地形成具有例如十字形状(十字线)的工件侧对准标记100。另一方面，在掩模M上形成与工件侧对准标记100对应的掩模侧对准标记101。将连接作为基准侧的两处对准标记100的中心的线预先进行调整，在最初的状态下(基准位置)与X轴方向一致、与Y轴方向垂直。

而且，在最初的状态(基准位置)下，由对准摄像机15检测出对准标记100和101的位置偏差量，通过X轴方向驱动装置13x及Y轴方向驱动装置13y调整掩模保持框12的位置，由此，工件侧对准标记100和掩模侧对准标记101的中心彼此实质上在XY平面内一致。

而且，对于工件侧对准标记100和掩模侧对准标记101的匹配，通过作为对准标记检测单元的对准摄像机15可以高精度并容易地进行。

另外，如图8所示，本实施方式的控制装置80以使用微型计算机或程序装置等的程序控制为基础，除实行曝光控制快门34的开口控制、工件装载台2(Z轴输送台2A及工件装载台输送机构2B)的驱动控制、基于激光干涉计62～64的检测值的校正量计算、掩模位置调整机构13的驱动控制之外，还实行对准调整时的校正量的计算、工件自动供给装置(图中未示出)的驱动控制等、几乎所有装入分割逐次接近曝光装置的致动器的驱动及规定的计算处理。

特别是，控制装置80在作为本发明特征的、在基板上的多个规定位置对各层图案进行曝光时，可同步地控制Z轴输送台2A和工件装载台输送机构2B，以便为了下次曝光而向规定位置移动的步进动作与工件装载台2的Z轴方向的退避动作或朝向下次的曝光间隙的上升动作同时进行。因此，控制装置80在内部设有微型计算机或程序装置等，通过保存在RAM或ROM等存储器中的控制方法同步地驱动Z轴输送台2A和工件装载台输送机构2B。

下面，对使用本实施方式的分割逐次接近曝光装置PE的曝光处理进行详细说明。在本实施方式中，作为基板W，使用图9所示的一边大于1m的大型基板W，并且对显示器材料DP进行12面倒角(X方向4×Y方向3)。

而且，在本实施方式的分割逐次曝光处理中，例如，在制作大型液晶显示器用的RGB彩色滤光片的工艺中，包含在作为材料的基板W上对规定的图案进行曝光的工序。对于图案的形成，首先形成隔开各像素间的黑矩阵，之后，一边重复进行和黑矩阵的图案形成相同的工序，一边按各色形成R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色的各个图案。因此，特别是对第一层，即，黑矩阵的图案的曝光处理进行详细说明。

另外，在黑矩阵的图案的步进曝光时，使用图10的掩模M，在对上述显示器材料DP进行12面倒角的玻璃基板W上、使X方向步进次数Nx＝2，使Y方向步进次数Ny＝3，在大型液晶显示器用彩色滤光片的玻璃基板W上对第一层黑矩阵的图案进行分割逐次接近曝光。而且，在该例中，在初始定位位置(原点位置)进行最初的曝光，以后重复步进输送、曝光。

(1)设置

在本实施方式中，首先，将掩模M保持在掩模装载台2的吸盘部16上。该掩模M将设有掩模图案P的表面作为下表面。另外，工件装载台2位于X轴方向及Y轴方向的前进限附近，并下降到Z轴方向的最下限。

在这种状态下，当给控制装置80通电时，从激光测长装置60读入工件装载台2的当前位置，根据读入的当前位置、以使工件装载台2达到预先设定的控制原点位置的方式驱动控制X轴输送驱动机构43及Y轴输送驱动机构53，以进行工件装载台2的初始定位。

(2)对准调整

之后，驱动构成间隙调整单元的Z轴输送台2A的上下粗动机构21及上下微动机构23，以规定的间隙使工件装载台2和掩模M相对，并通过掩模位置调整机构13调整掩模M的方向，以使该方向不会相对Y轴方向倾斜。

即，当对准摄像机15检测出工件侧对照标记100和掩模侧对照标记101之间存在偏移时(例如图11(a))，将该检测信号输出到掩模位置调整机构13的控制装置80。而且，由该控制装置80控制X方向驱动装置13x及两个Y方向驱动装置13y的驱动，由此修正掩模保持框12的姿势、以使两标记100、101如图11(b)所示那样匹配。这样，消除了掩模M和Y轴方向的倾斜θ(该图示出了基板W的长边方向与Y轴方向、及掩模M的短边方向与掩模图案P的短边方向分别平行的情况)。

(3)基板W的投入及第一步的曝光

对准结束后，间隙调整单元的Z轴输送台2A暂时将工件装载台2下降到可从输送机构接收基板W的位置。在该状态下，输送机构将预对准后的基板W从图中未示出的预对准单元放置到工件装载台上，由工件吸盘真空吸附基板W。之后，再度通过间隙调整单元将掩模M的下表面与工件W的上表面之间的间隔调整到曝光时所必需的规定值。

另外，在间隙调整单元的Z轴输送台2A使工件装载台2上下运动时，尽管少许，也会存在工件装载台2在XY平面内也多少移动的情况。由于这种情况，将上述(2)的对准结束后的各激光干涉计62、63、64的位置数据由上述控制装置80的存储器保存起来，在间隙调整后的位置数据与保存的数据相比改变的情况下，由掩模位置调整机构13校正变化的部分，由此能恢复到掩模M的方向和Y轴方向之间没有倾斜的状态。

接着，打开照明光学系统3的曝光控制用快门34，进行第一步的曝光，掩模M的掩模图案P被印在基板W的规定位置，在基板W上得到第一分割图案P1。

(4)工件装载台2向第二步的曝光位置的移动

接着，为了进行第二分割图案P2的继续曝光，控制装置80驱动控制Z轴输送台2A及工件装载台输送机构2B。如图12所示，当第一步的曝光转印处理结束时(步骤S11)，控制装置80同步地驱动上下粗动机构23的马达21a及工件装载台输送机构2B的Y轴输送驱动机构53的马达531，曝光装置PE基本同时从第一步的曝光后的规定位置X1开始工件装载台2的Z轴方向的退避动作和工件装载台2的步进动作(步骤S12)。之后，在离开了能可靠回避掩模M和工件W接触的规定间隙的时刻，进行仅作步进动作的水平方向移动(步骤S 13)，另外，在工件装载台2接近用于第二步曝光的规定位置X2的时刻，同时开始工件装载台2的上升动作和工件装载台2的步进动作，并且这些动作在规定的位置X2基本同时结束(步骤S 14)。另外，和后述的第二实施方式相同，工件装载台2的上升动作也可以通过检测工件装载台输送机构2B的马达531的旋转速度来开始。

这样，工件装载台2相对掩模装载台1，沿图13所示的轨迹T、从第一步的曝光位置X1向第二步的曝光位置X2移动。之后，进行(5)所示的对准调整(步骤S15)。

另外，在本实施方式中，如图13所示，由于更可靠地避免了步进动作中的掩模M和工件W的接触，所以最好使Z轴方向的退避动作比步进动作早一些进行，而且，最好使步进动作比上升动作早一些结束。

而且，在本实施方式中，虽然在Z轴方向的退避动作和步进动作的同步控制与上升动作和步进动作的同步控制之间包含仅进行步进动作的工序，但是，使Z轴方向的退避动作和步进动作的同步控制的结束、及上升动作和步进动作的同步控制的开始处于大致相同的时刻，从而进一步缩短轨迹T、以实现动作时间的缩短。

另外，也可以使Z轴方向的退避动作和步进动作的同步控制从开始时刻向终了时刻逐渐增速，使上升动作和步进动作的同步控制从开始时刻向终了时刻逐渐减速，由此能缩短步进动作中的动作时间。而且，这些同步控制可以描绘出图13所示的直线轨迹，也可以描绘出曲线轨迹。

(5)由工件装载台2的输送误差引起的对准调整

在如上所述将工件装载台2相对掩模M沿图11(b)的箭头Y方向输送1步进的量时，产生由先前所述的主要原因引起的输送误差，所以，如果照原样进行第二步的曝光，则虽然少许，也会引起第二分割图案P2位置偏移。例如，在工件装载台2的步进输送中，由于工件装载台2的偏转和X轴方向平直度的误差，如图11(c)所示，从正规位置偏移平直度Δx、倾斜角度θ′。

因此，在将第二分割图案P2曝光转印到玻璃基板W上之前，将干涉计62、63及64得到的步进输送结束后的工件装载台2的位置检测结果输出到校正继续曝光位置的校正控制单元。而且，在该校正控制单元中，根据该检测结果计算继续曝光用的定位校正量，根据该计算结果控制掩模位置调整机构13(及输送时的俯仰校正等、必要时进行间隙调整用的上下微动机构23)的X轴方向驱动装置13x及Y轴方向驱动装置13y，以调整掩模保持框12的位置，并进行对掩模M的位置偏移进行校正的对准调整。根据两台Y轴干涉计62、63的检测结果的差，由包含在控制装置80中的计算装置算出偏转、即倾斜角度θ′。而且，Δx根据X轴干涉计64的检测结果得到。对于Y轴方向位置，考虑偏转及X轴方向现在位置，根据需要求出应该校正的量。

(6)第二步的曝光

之后，打开照明光学系统3的曝光控制用快门34，进行第二步的曝光，掩模M的掩模图案P被印在基板W的规定位置，在基板W上得到位置偏移被修正后的第二分割图案P2(参见图11(d))。

(7)第三步以后的曝光

下面，和上述(4)～(6)一样，使工件装载台2向各步的曝光位置移动，并进行基于工件装载台2的输送误差的对准调整及各步的曝光，在基板W上得到位置偏移被修正后的各分割图案P3～P6。当第六步的曝光结束时，将工件装载台2复位到控制原点位置并由工件吸盘8解除真空吸附状态，由图中未示出的搬送装置将基板W搬送到外部，为了新的玻璃基板W的曝光，进行上述(2)～(7)的处理。

另外，在向第四步的曝光位置移动工件装载台2的情况下，为了相对掩模装载台1沿X方向移动工件装载台2，控制装置80同步地驱动上下粗动机构23的马达21a及工件装载台输送机构2B的X轴输送驱动机构43的马达431，使工件装载台2的步进动作与工件装载台2的Z轴方向的退避动作及工件装载台2的上升动作同时进行。

因此，根据本实施方式的分割逐次接近曝光装置PE，控制装置80以使Z轴输送台2A的垂直方向的相对移动与工件装载台输送机构2B的水平方向的相对移动同步的方式控制Z轴输送台2A及工件装载台输送机构2B，所以，能在确保安全性的同时进行短时间内的步进动作，从而能缩短曝光动作的间隔时间，由此，能提高生产率。

另外，在本实施方式中，虽然为了进行由输送机构实行的相对移动，使搭载基板的工件装载台2侧移动，但是，也可以与此相反，使掩模侧移动，而且可以进行控制以使掩模的垂直方向的动作和水平方向的步进动作大致同步地进行。另外，也可以在工件装载台侧设置朝向水平方向和垂直方向中的一方向运动的输送机构，在掩模侧设置向另一方向运动的输送机构，并同时控制这些输送机构。

(第二实施方式)

接着，参照图14～图21对根据本发明第二实施方式的分割逐次接近曝光装置PE′进行说明。而且，对于标以和第一实施方式相同标号的部分是相同的结构，省略或简化其说明。

图14为示意表示本发明第二实施方式的曝光装置的整体结构的俯视图，图15为曝光装置的主要部分的主视图，图16为工件装载台的侧面图。如图14～图16所示，曝光装置PE′具有掩模装载台210、第一工件装载台211、第二工件装载台212、照射光学系统213、预对准单元214、第一工件装载机215、第二工件装载机216、掩模装载机217及掩模对准器218，它们分别载放在基台221上。

掩模装载台210由设置在配置在基台221上的长方形装载台底座223上的多个支柱222支承，并通过设置在装载台底座223和支柱222之间的Z轴粗动机构224可升降地配置。多个支柱222在装载台底座223的上方形成空间，以便第一及第二工件装载台211、212沿Y方向(图14中左右方向)移动并可进入掩模装载台210的下方。

掩模装载台210在中央具有矩形的开口225a，并具有通过与第一实施方式相同的掩模位置调整机构13相对掩模装载台210可沿X、Y、θ方向进行位置调整地支承的掩模保持部225。在掩模保持部225上，在下表面开设多个吸引孔225b，具有应曝光的图案的掩模M与开口225a面对，通过真空吸附通过吸引孔225b保持在掩模保持部225上。而且，在掩模装载台210上设置检测掩模M相对掩模保持部225的位置的掩模用对准摄像机226(参照图18)、及检测掩模M和基板W间的间隙的间隙传感器227(参照图18)。

如图15及图16所示，第一及第二工件装载台211、212在上部分别具有保持作为被曝光件的基板W的基板保持部231a、231b。而且，在第一及第二工件装载台211、212的下方分别设置工件装载台输送机构232、232，其具有Y轴工作台233、Y轴输送机构234、X轴工作台235、X轴输送机构236及Z-倾斜调整机构237。各工件装载台输送机构232、232相对装载台底座223沿X方向及Y方向输送驱动第一及第二工件装载台211、212，同时沿Z轴方向微动并倾斜第一及第二工件装载台211、212，以便对掩模M和基板W之间的间隙进行微调整。

具体地说，Y轴输送机构234在装载台底座223和Y轴工作台233之间具有线性导引件238及Y轴输送驱动机构239。在装载台底座223上沿Y轴方向平行地设置两个导轨240，安装在Y轴工作台233背面的滑块241通过滚动体(图中未示出)跨设。这样，两台Y轴工作台233、233沿着两个导轨240沿Y轴方向可移动地支承。

而且，在装载台底座223上与第一及第二工件装载台211、212对应地分别设置由马达242旋转驱动的滚珠丝杠轴243，在滚珠丝杠轴243上螺合安装在Y轴工作台233背面的滚珠丝杠螺母244。

而且，如图16所示，X轴输送机构236也在Y轴工作台233和X轴工作台235之间设有线性导引件245及X轴输送驱动机构246。在Y轴工作台233上沿X轴方向平行地设置两个导轨247，安装在X轴工作台235背面的滑块248通过滚动体(图中未示出)跨设。另外，在Y轴工作台233上设置由马达249旋转驱动的滚珠丝杠轴250，在滚珠丝杠轴250上螺合安装在X轴工作台235背面的滚珠丝杠螺母251。

另一方面，Z-倾斜调整机构237具有将马达、滚珠丝杠及楔组合在一起的可动楔机构，由设置在X轴工作台235上面的马达252旋转驱动滚珠丝杠轴253，同时将滚珠丝杠螺母254安装到楔状的移动体上，使该楔的斜面与突出地设置在工件装载台211、212下表面的楔255的斜面结合。

而且，当旋转驱动该滚珠丝杠轴253时，滚珠丝杠螺母254沿X轴方向水平微动，该水平微动运动通过组装后的楔状移动体的斜面转换为高精度的上下微动运动。该可动楔机构在X轴方向的一端侧设置两台，在另一端侧设置一台(图中未示出)，总共设置三台，各自被独立地驱动控制。

这样，为了将保持在各工件装载台211、212的基板保持部231a、231b上的基板W独立地设置在位于掩模装载台210的下方位置处的曝光位置EP，Y轴输送机构234使第一工件装载台211在第一待机位置(装载位置)WP1和曝光位置EP间沿导轨240在Y轴方向上移动，使第二工件装载台212在第二待机位置WP2和曝光位置EP间沿导轨240在Y轴方向上移动。而且，X轴输送机构236及Y轴输送机构234使第一及第二工件装载台211、212移动，以使处于曝光位置EP的基板保持部231a、231b相对掩模M沿X、Y方向步进移动。

另外，虽然Y轴输送驱动机构239、X轴输送驱动机构246及可动楔机构将马达和滚珠丝杠装置组合在一起，但是，也可以由具有定子及可动件的线性马达构成。

而且，如图14～图16所示，在第一及第二工件装载台211、212上，在各基板保持部231a、231b的X方向侧部及Y方向侧部分别安装棒镜(bar mirror)261、262，而且，在装载台底座223的Y轴方向的两侧和装载台底座223的X轴方向的一侧设置三台激光干涉计263、264、265。这样，从激光干涉计263、264、265照射激光到棒镜261、262，接收由棒镜261、262反射的激光，测定激光与棒镜261、262反射的激光的干涉，检测出第一及第二装载台211、212的位置。

如图15所示，照明光学系统213设置在掩模保持部225的开口225a上方，和第一实施方式相同，其具有紫外线照射用光源，例如高压水银灯31；凹面镜32；光学积分器33；平面反射镜35、36；球面反射镜37；以及曝光控制用快门34。照明光学系统213将图案曝光用的光通过掩模M照射到保持在已移动到曝光位置的第一及第二工件装载台211、212的基板保持部231a、231b上的基板W。由此，掩模M的掩模图案P就被曝光转印到基板W上。

在将从设置在基台221外侧的基板盒270A、270B搬运的基板W供给第一工件装载台211或第二工件装载台212之前，预对准单元214进行预对准、以使基板W相对掩模M的位置达到规定的位置，图中，该单元设置在掩模装载台210的眼前侧。预对准单元214具有图中未示出的X轴输送机构、Y轴输送机构及旋转机构，将放置在预对准单元214上的基板W的位置调整到规定的位置。

第一工件装载机215设置在图14中预对准单元214的右侧方，保持供给第二工件装载机212的基板W并将其输送到预对准单元214，而且，将预对准后的基板W从预对准单元214输送到第一工件装载台211，另外，还将处于第一待机位置WP1的第一工件装载台211上的曝光转印后的基板W输送到基板盒270A。

第二工件装载机216相对预对准单元214与第一工件装载机215相向地配置，即，设置在图中预对准单元214的左侧，保持供给第一工件装载机211的基板W并将其输送到预对准单元214，而且，将预对准后的基板W从预对准单元214输送到第二工件装载台212，另外，还将处于第二待机位置WP2的第二工件装载台212上的曝光转印后的基板W输送到基板盒270B。

而且，掩模装载机217及掩模对准器218相对第一工件装载台211与第一工件装载机215相向地配置。如图17所示，掩模装载机217为多个搬送部282、283可摇动地设置在固定于基台221的柱子281上的装载机器人。多个搬送部282、283通过升降机构(图中未示出)沿柱子281上下移动，并且各自配置伺服马达并被相互独立地驱动。各搬送部282、283具有第一及第二臂284、285、和多个棒状部件286平行地插置在第一臂284前端的掩模载置台287。而且，通过控制相应的伺服马达并使其动作来使掩模载置台287升降、旋转及移动，以输送掩模载置台287上的掩模M。这样，掩模装载机217从设置在基台221外侧的掩模盒291搬入掩模M，将由掩模对准器218预对准后的掩模M搬送到第一工件装载台211，搬送后的掩模M由第一工件装载台211供给掩模装载台210。

另外，对于掩模装载机217，虽然搬送部可以为一个，但是，在具有多个搬送部282、283的情况下，在将曝光转印前的掩模M保持在多个搬送部282、283的一方的掩模载置台287上的状态下，由另一方的掩模载置台287将曝光转印后的掩模M取出，取出之后马上就可以将保持的曝光转印前的掩模搭载在一方的掩模载置台287上。

如图18所示，控制装置270包括具有A/D转换功能的输入接口电路270a，其将来自对准摄像机226、间隙传感器227、激光干涉计263、264、265的检测信号作为检测值读入；计算处理装置270b；ROM、RAM等存储装置270c；输出接口电路270d，其将在计算处理装置270b中得到的控制信号输出到掩模位置调整机构13、Y轴输送驱动机构239、X轴输送驱动机构246、Z-倾斜调整机构237、Z轴粗动机构224、曝光控制用快门34的各驱动电路。

而且，控制装置270以使用微型计算机或程序装置等的程序控制为基础，实行照射光学系统213的快门打开控制、X轴及Y轴输送驱动机构239、246的输送控制、步进输送误差量的计算、对准调整时的校正量的计算、间隙调整时的Z-倾斜调整机构237的驱动控制、装入本装置的几乎全部致动器的驱动及规定的计算处理。

接着，对使用本实施方式的分割逐次接近曝光装置PE′的曝光处理，对和第一实施方式相同、制作大型液晶显示器用的RGB彩色滤光片时的黑矩阵的图案形成的工艺进行详细说明。

(1)设置

在本实施方式中，首先，将掩模M装在掩模装载台210的掩模保持部225上。掩模装载机217将由掩模盒291供给并由掩模对准器218调整到规定位置的掩模M放置在掩模载置台287上。在载放了掩模M的状态下，掩模装载机217移动到掩模保持部225的下方。而且，通过真空吸附由掩模保持部225的吸引孔225b吸引掩模M的周边部，由此将掩模M吸附到掩模保持部225上。另外，放置在掩模装载机217上的掩模M可以被直接搬送到掩模保持框225上，或者，也可以移动到第一工件装载机211，由第一工件装载机211搬送掩模M。

(2)对准调整

之后，和第一实施方式相同，分别从第一及第二待机位置WP1、WP2向曝光位置EP顺次移动第一及第二工件装载台211、212。而且，在进行了第一及第二工件装载台211、212的初始定位之后，进行掩模M相对第一及第二工件装载台211、212的对准调整。

(3)基板W的投入及第一步的曝光

掩模M的对准结束后，由预对准单元214预对准后的基板W通过第一及第二工件装载机215、215交替地供给位于第一及第二待机位置WP1、WP2上的第一及第二工件装载台211、212。例如，在最初对保持在第一工件装载台211上的基板W曝光的情况中，在基板W由基板保持部231a吸附的状态下，第一工件装载台211通过Y轴输送机构234向曝光位置EP移动。

这里，虽然位于曝光位置EP的第一工件装载台211通过Y轴输送驱动机构239及X轴输送驱动机构246使基板W向曝光位置EP上的第一步的目标平面位置移动，但是和该水平方向的移动同步地驱动Z-倾斜调整机构237，以进行使掩模M和基板W相互接近的垂直方向的移动(上升动作)。

具体地说，如图19所示，控制装置270控制Y轴输送驱动机构239及X轴输送驱动机构246，以便基板W向第一步的目标平面位置移动(步骤S20)。由Y轴输送驱动机构239及X轴输送驱动机构246进行的基板W的水平移动，由Y轴输送驱动机构239及X轴输送驱动机构246的马达242、249的状态信号(旋转速度或位置偏差)监视。图20为表示马达242或马达249的旋转速度的状态的图。

而且，当基板W移动到目标平面位置附近时，Y轴输送驱动机构239和X轴输送驱动机构246进行减速动作，以便基板W停止在目标平面位置。

当进行Y轴输送驱动机构239和X轴输送驱动机构246的减速动作时，控制装置270根据Y轴输送驱动机构239和X轴输送驱动机构246的马达242、249的状态信号，开始Z-倾斜调整机构237的上升动作。特别是，在本实施方式中，由编码器读取马达242、249的旋转速度(步骤S22)，在两者的旋转速度达到规定的旋转速度(例如，200mm/s)以下时，开始由Z-倾斜调整机构237进行的上升动作(步骤S24)。

另外，由于通过检测马达242、249的旋转速度能算出移动量，所以使用应用软件比较现状值和目标值，在达到可提前出来的位置(目标值+α)时，也可以使Z-倾斜调整机构237动作。而且，在朝向目标平面位置的步进移动由Y轴输送驱动机构239和X轴输送驱动机构246的一方的驱动来进行的情况下，当任一个的马达的旋转速度达到规定的旋转速度以下时，开始Z-倾斜调整机构237的上升动作。控制装置270控制Z-倾斜调整机构237的马达252的转速，使基板W上升到形成比曝光时的掩模M和基板W间的曝光间隙大的第一间隙(例如，400μm)。

这样，通过同步地驱动Y轴输送驱动机构239和X轴输送驱动机构246及Z-倾斜调整机构237，在基板W朝向目标平面位置的步进动作结束的同时，朝向第一间隙的上升动作结束(步骤S26)。

之后，为了使掩模M和基板W相互进一步接近，驱动Z-倾斜调整机构237，由间隙传感器227监视掩模M和基板W间的间隙，并在掩模M和基板W间的间隙从第一间隙达到曝光间隙(例如，100μm)之前，使基板W上升，停止Z-倾斜调整机构237的驱动(步骤S28)。

之后，打开照明光学系统213的曝光控制用快门34，进行第一步的曝光，掩模M的掩模图案P被印在基板W的规定位置，在基板W上得到第一步的曝光图案。

(4)工件装载台向第二步的曝光位置的移动

接着，为了进行第二步的曝光处理，如图21所示，当第一步的曝光转印处理结束时，控制装置270驱动控制Z-倾斜调整机构237，进行基板W的退避动作，在控制马达252的转速的同时，使基板W从曝光间隙(基板位置A1)下降到比曝光间隙大的第二间隙(例如，400μm)(基板位置A2)。而且，当基板W下降到越过第二间隙的位置时，控制装置270通过驱动控制Y轴输送机构234或X轴输送机构236，使基板W步进动作，并使其与掩模和基板相互进一步远离的退避动作同步。

之后，在远离到可靠回避掩模M和工件W接触的间隙的时刻，停止退避动作，进行仅步进动作的水平方向移动(基板位置A3)。

而且，当第一工件装载台211移动到第二步的目标平面位置附近时，和第一步中的移动相同，Y轴输送机构234或X轴输送机构236进行减速动作。之后，和第一步的步骤S20～S28相同，同步驱动Y轴输送机构234或X轴输送机构236与Z-倾斜调整机构237，基板W移动到第二步的目标平面位置及掩模M和基板W间的间隙达到第一间隙(400μm)的位置(基板位置A4)，之后，驱动Z-倾斜调整机构237，使基板朝向达到曝光间隙的位置上升(基板位置A5)。之后，进行掩模M和基板W的对准调整。因此，在本实施方式中，基板W能相对以前的轨迹T′、沿轨迹T移动，从而能实现动作时间的缩短。

另外，对于步进动作和上升或退避动作的同步控制，如第一实施方式中说明的那样，可以进行适当变更，例如，在预先确认在掩模M和基板W在曝光间隙的位置沿水平方向相对移动的情况下没有干涉时，可以在曝光间隙之前使步进动作和上升动作同步，或者可以从曝光间隙开始使步进动作和退避动作同步。

(5)由工件装载台2的输送误差引起的对准调整、(6)第二步的曝光

而且，在本实施方式中，由激光干涉计263、264、265检测在步进动作及上升或退避动作中是否产生输送误差，在产生输送误差的情况下，使用X轴方向驱动装置213x及Y轴方向驱动装置213y或Z-倾斜调整机构237校正掩模M的位置偏移。在如此校正之后，打开照明光学系统213的曝光控制用快门34，进行第二步的曝光。

(7)第三步以后的曝光

下面，和上述(4)～(6)相同，使工件装载台2向各步中的曝光位置移动，进行基于工件装载台2的输送误差的对准调整及各步的曝光。

而且，在载放在第一工件装载台211上的基板W的曝光处理中，在第二工件装载台212上，进行已经曝光的基板W的搬出或预对准后的基板W的搬入操作，在将保持曝光后的基板W的第一工件装载台211从曝光位置EP搬运到第一待机位置WP1的同时，将保持下次应该曝光的基板W的第二工件装载台212搬入曝光位置EP。之后，对新的基板W进行曝光用的上述(2)～(7)的处理，交替进行第一及第二工件装载台211、212的曝光处理。

另外，在进行间隙调整后的掩模M和基板W的位置对准的情况中，代替使用棒镜261、262和激光干涉计263、264、265，也可以在曝光R、G、B的图案时，使用对掩模的对准标记和基板W的对准标记摄像的对准摄像机进行。这时，在第一步的曝光转印时，存在间隙调整后使用该对准摄像机进行位置对准的情况。

而且，上述曝光处理涉及由第一及第二工件装载台211、212分别输送的第二个以后的基板W。在曝光装置PE′中，由于基板保持部231a、231b的固持力或工件装载台输送机构232在各步进位置处的姿势等，在各步进位置处的掩模M和基板W间的间隙中可能产生误差。因此，在对由第一及第二工件装载台211、212搬送的第一个基板W曝光时，如图21的轨迹T′所示，由Y轴输送驱动机构239或X轴输送驱动机构246进行的步进动作及Z-倾斜调整机构237的退避动作或上升动作分别进行。而且，根据对该第一个基板W进行步进曝光时由间隙传感器227或激光干涉计263、264、265得到的位置数据，同步地进行第二个基板以后的、由Y轴输送驱动机构239或X轴输送驱动机构246进行的步进动作及Z-倾斜调整机构237的退避动作或上升动作。

因此，根据本实施方式的分割逐次接近曝光装置PE′，控制装置270以使Z-倾斜调整机构237的垂直方向的移动和X轴、Y轴输送驱动机构239、246的水平方向的移动同步的方式控制Z-倾斜调整机构237及X轴、Y轴输送驱动机构239、246，所以能在确保安全性的同时，进行短时间内的步进动作，从而能缩短曝光动作的间隔时间，由此，能提高生产率。

特别是，如图20的X所示，在进行步进动作的X轴及Y轴输送驱动机构239、246的控制中，在发生从一度超越目标值到达到目标值的超程的情况下，能在该动作时间中也能使Z-倾斜调整机构237引起的上升或退避动作同步，能缩短与步进动作及上升或退避动作相关的时间，从而能缩短曝光动作的间隔时间。

而且，控制装置270在基板W的水平方向的移动中，根据马达242、249的状态信号，特别是在本实施方式中，当马达242、249的旋转速度减小到规定速度以下时，控制Z-倾斜调整机构237、以开始基板W的上升动作，所以能稳定地控制上升动作的开始时刻，从而能进行确保安全性的同步控制。

另外，控制装置270以使基板W的水平方向的移动和上升动作在第一间隙之前同步、并且从第一间隙至曝光间隙仅进行基板W的上升动作的方式，控制Z-倾斜调整机构237及X轴、Y轴输送驱动机构239、246，所以不会在沿水平方向移动的同时进行上升动作而达到曝光间隙，从而能更可靠地避免步进动作中的掩模M和工件W的接触。

而且，控制装置270以从曝光间隙至第二间隙仅进行退避动作、并且在越过第二间隙之后使基板W的水平方向的移动和退避动作同步的方式，控制Z-倾斜调整机构237及X轴、Y轴输送驱动机构239、246，所以不会在沿水平方向移动的同时进行从曝光间隙的退避动作，从而能更可靠地避免步进动作中的掩模M和工件W的接触。

另外，对于上升动作及退避动作，除Z-倾斜调整机构237的驱动之外，还可以一起进行Z轴粗动机构224的驱动。

而且，本实施方式的曝光装置PE′虽然构成为使用两个工件装载台211、212的双装载台，但是，也可以仅使用本实施方式的第一工件装载台211，和第一实施方式相同构成单装载台。

即，在图22及图23所示的分割逐次接近曝光装置PE″中，在基台221上载置掩模装载台210、第一工件装载台211、照射光学系统213、预对准单元214、第一工件装载机215、掩模装载机217及掩模对准器218，在第一工件装载机215的旁边设置第一基板盒270A，在掩模对准器218的旁边设置掩模盒291。第一工件装载台211的基板保持部231a的构成及动作与图14～图21所示的第二实施方式相同。

另外，由于曝光装置PE″仅在第一工件装载台211上进行曝光操作，所以在放置在位于曝光位置EP的第一工件装载台211上的基板W的曝光操作之后，将第一工件装载台211从曝光位置EP移动到待机位置WP，之后，进行已经曝光的基板W的搬出和预对准后的下一基板W的搬入操作。而且，在第一工件装载台211从待机位置WP移动到曝光位置EP之后，重复曝光操作。

其它结构及作用与第一实施方式的相同。

(第三实施方式)

接着，对根据本发明第三实施方式的分割逐次接近曝光装置PE进行说明。而且，标以和第一实施方式相同标号的部分，为相同的结构，省略或简化其说明。

首先对记载在本实施方式中的发明要解决的课题及其效果进行叙述。在专利文献1记载的曝光装置中，掩模通过吸盘装置真空吸引其周围而保持在掩模装载台上。因此，具有规定的平坦度及规定的平行度并被加工为扁平形状的掩模，由于掩模本身的自重而易在其中央部分弯曲。特别是，伴随近年的平板显示器装置的大型化，制造彩色滤光片用的掩模也变大，为了实现高精度的曝光，不能忽略该自重引起的掩模的弯曲。

而且，对于使基板或掩模上下移动、进行步进移动的现有的曝光装置，为了缩短进行步进移动时的处理时间，要求在保持基板和掩模的曝光时的间隙(以下，称作曝光间隙)不变的情况下使基板和掩模相对移动的快速模式。

但是，对于在掩模已经弯曲的状态下实行快速模式的情况，由于基板和掩模间的间隙的偏差，内部压力变化，产生静止侧的掩模振动这样的现象。

例如，图29为使用1.4×1.1m、厚13mm的掩模M0、使支承基板W的工件装载台S以V＝1m/s的速度水平移动的情况的示意图。在这种情况中，在掩模M0上作用44kg左右的自重，如图30(a)所示，基板W和掩模M间的间隙在周边附近为150μm，而在中央附近为100μm。在这种状态下，当使工件装载台S以V＝1m/s的速度水平移动时，如图17(b)所示，在掩模M0的前方压力降低、在后方压力上升。与此相伴，掩模M0的前方侧向下方弯曲，后方侧向上方弯曲，从而在掩模M0中会发生振动。

如果发生这种振动，除了导致下次曝光动作用的动作延迟之外，还会出现基板W和掩模M0接触的可能性。

因此，本实施方式记载的发明的目的在于提供一种能实现在抑制掩模的振动并维持基板与掩模的曝光时的间隙的状态下、使基板和掩模相对移动的快速模式，从而能缩短间隔时间的曝光装置。

根据本发明，由于具有将曝光时的掩模维持在平坦形状的平坦状态形成单元，当在基板上的多个规定位置曝光时，输送机构在保持基板和掩模间的曝光间隙的状态下，使工件装载台和掩模装载台的一个相对另一个相对移动，所以，能在抑制掩模的振动的同时，实现快速模式的基板和掩模的相对移动，从而能缩短间隔时间。

下面，对本实施方式的掩模M进行说明。掩模M在没有重力作用的无重力状态(或纵置状态)下、具有下侧形成为凹状的大致碗型形状(图3(a)的单点划线)，在吸紧在吸盘16上的状态下，由于重力的作用，在整个平面区域上保持为平坦的形状(图3(a)的实线)。即，形成为大致碗型形状的掩模M构成将曝光时的掩模维持为平坦形状的平坦状态形成单元。另外，虽然本实施方式的掩模M的尺寸可以是任意的，但是，如现有掩模M0中在快速模式引起的步进移动中产生影响振动的自重弯曲那样的、例如600×500×5mm以上的尺寸是适宜的，如果是这之上尺寸的掩模M，即使相同的厚度，也会产生弯曲，所以可以更好地适用。而且，吸盘部16构造得可保持这种尺寸的掩模M。

而且，在本实施方式中，在将各层图案在基板上的多个规定位置曝光期间，虽然在进行第一步的曝光时，为了调整基板W和掩模M间的曝光间隙，操作Z轴输送台2A，但是在第二步以后的曝光期间，Z轴输送台2A不动作，在保持基板W和掩模M间的曝光间隙不变的状态下，工件装载台输送机构2B使工件装载台2相对掩模装载台1相对移动，所谓的在快速模式下进行步进移动。

接着，对于(1)设置、(2)对准调整、(3)基板W的投入及第一步的曝光的说明，仅说明和第一实施方式不同的部分。省略在第一实施方式中已经说明的部分。

在(1)设置中，在本实施方式中，首先，将形成为大致碗型形状的掩模M以上侧成为凸状的方式保持在掩模装载台2的吸盘部16上。这样，掩模M由于自重在整个平面区域上维持为平坦的形状，设有掩模图案P的表面成为下表面。另外，工件装载台2位于X轴方向及Y轴方向的前进限附近，并且下降到Z轴方向的最下限。

对于(2)对准调整的说明，由于和第一实施方式中已经描述的说明相同，所以省略。

接着，在(3)基板W的投入及第一步的曝光中，在本实施方式中，打开照明光学系统3的曝光控制用快门34，进行第一步的曝光，掩模M的掩模图案P被印在基板W的规定位置上，从而在基板W上得到第一分割图案P1。这时，因为掩模M由于自重而在整个平面区域上维持平坦的形状，所以能减小掩模M和基板W间的曝光间隙，从而能实现高精度的曝光。

对于以后的说明，由于和第一实施方式中描述的说明不同，所以进行详细描述。

(4)工件2向第二步的曝光位置的移动

接着，为了进行第二分割图案P2的继续曝光，控制装置80驱动控制工件装载台输送机构2B。具体地说，驱动工件装载台输送机构2B的Y轴输送驱动装置53，保持基板W和掩模W之间曝光间隙不变的状态下使工件装载台2向Y方向移动，所谓的在快速模式下进行步进移动，由此，将工件装载台2相对掩模M沿图11(b)的箭头Y方向输送一步进的量，将基板W放置在第二步的曝光位置。

这时，由吸盘部16保持的掩模M由于自重而维持为平坦的形状，所以，即使移动工件装载台2，在掩模M的下表面也会作用大致均匀的压力，掩模M不会弯曲变形，所以能抑制掩模M的振动。

例如，在图30(a)所示的现有的掩模M0中，中央部分的弯曲量为500μm左右，但是，在本实施方式的保持10μm左右的平坦度的掩模M中，由于维持为平坦的形状，所以弯曲被抑制到10μm左右。这样，当使工件装载台2在相同的条件下移动时，与现有的掩模M0相比，本实施方式的掩模M的压力上升能抑制到1/10。

因此，与使用现有的掩模M0的情况相比，掩模M的振动也能抑制，所以基板W和掩模M不会干涉，工件装载台输送机构2B能在上述快速模式下进行步进移动。

(5)由工件装载台2的输送误差引起的对准调整

如上所述，在相对掩模M沿图11(b)的箭头Y方向将工件装载台2输送一步进的量时，产生由先前所述的主要原因引起的输送误差，所以如果照原样进行第二步的曝光时，则尽管少许，也会引起第二分割图案P2的位置偏移。例如，在工件装载台2的步进输送中，由于工件装载台2的偏转和X轴方向平直度的误差，如图11(c)所示，会从正规位置偏移平直度Δx、倾斜角度θ′。

因此，在将第二分割图案P2曝光转印到玻璃基板W上之前，将干涉计62、63及64得到的步进输送结束后的工件装载台2的位置检测结果输出到校正继续曝光位置的校正控制单元。而且，在该校正控制单元中，根据该检测结果计算继续曝光用的定位校正量，根据该计算结果控制掩模位置调整机构13(及输送时的俯仰校正等、根据需要进行间隙调整用的上下微动机构23)的X轴方向驱动装置13x及Y轴方向驱动装置13y，以调整掩模保持框12的位置，并进行对掩模M的位置偏移进行校正的对准调整。根据两台Y轴干涉计62、63的检测结果的差，由包含在控制装置80中的计算装置算出偏转、即倾斜角度θ′。而且，Δx根据X轴干涉计64的检测结果得到。对于Y轴方向位置，考虑偏转及X轴方向现在位置并根据需要求出应该校正的量。

(6)第二步的曝光

之后，打开照明光学系统3的曝光控制用快门34，进行第二步的曝光，掩模M的掩模图案P被印在基板W的规定位置，在基板W上得到位置偏移被修正后的第二分割图案P2(参见图11(d))。

(7)第三步以后的曝光

下面，和上述(4)～(6)一样，使工件装载台2向各步的曝光位置以快速模式移动，并进行基于工件装载台2的输送误差的对准调整及各步的曝光，在基板W上得到位置偏移被修正后的各分割图案P3～P6。当第六步的曝光结束时，将工件装载台2复位到控制原点位置并由工件吸盘8解除真空吸附状态，由图中未示出的搬送装置将基板W搬送到外部，为了新的玻璃基板W的曝光，进行上述(2)～(7)的处理。

因此，根据本发明的分割逐次曝光装置PE，由于作为将曝光时的掩模M保持为平坦形状的平坦状态形成单元，具有形成大致碗型形状的掩模M，当在基板W上的多个规定位置曝光时，工件装载台输送机构2B在保持基板W和掩模M间的曝光间隙不变的情况下，使工件装载台2相对掩模装载台1进行相对移动，所以，能在抑制掩模的振动的同时，实现快速模式下的基板W和掩模M的相对移动，从而能缩短曝光动作的间隔时间。而且，由于掩模M在曝光时维持平坦的形状，所以能进行高精度的曝光，从而能提供高精度且可以进行高速处理的分割逐次曝光装置PE。

(第四实施方式)

接着，参照图25对根据本发明第四实施方式的分割逐次曝光装置PE进行说明。而且，对于和第一、第三实施方式相同的部分，标以相同的标号并省略或简化其说明。

在本实施方式中，作为掩模，和现有的相同，使用在没有重力作用的状态(或纵置)状态下水平地配置时呈平坦形状的掩模M0。另一方面，如图25所示，在本实施方式的吸盘装置中，两个隔离件20A、20B在下表面具有斜面，吸盘部16固定到隔离件20A、20B上，以具有从作为外端部的外周缘部向内侧向上倾斜的安装面16b。即，在本实施方式中，具有从外端部向内侧向上倾斜的安装面16b并固持掩模M0的吸盘部16构成使曝光时的掩模M0维持为平坦形状的平坦状态形成单元。

这样，当通过吸引管嘴16a由真空式吸附装置将掩模M0保持在吸盘部16上时，虽然掩模M0由于安装面16b而中央部分具有凸状的弯曲倾向(图25的单点划线)，但是由于自重作用，掩模M0维持在平坦形状(图25的实线)。

其它结构及作用与第一、第三实施方式的相同。

因此，根据本发明的分割逐次曝光装置PE，由于作为将曝光时的掩模M0保持为平坦形状的平坦状态形成单元，具有吸盘部16，吸盘部16具有从外端部向内侧向上倾斜的安装面16b并用于固持掩模M0，当在基板W上的多个规定位置曝光时，工件装载台输送机构2B在保持基板W和掩模M间的曝光间隙的状态下，使工件装载台2相对掩模装载台1进行相对移动，所以，能在抑制掩模的振动的同时，实现快速模式下的基板W和掩模M的相对移动，从而能缩短曝光动作的间隔时间。而且，由于掩模M0在曝光时维持为平坦的形状，所以能进行高精度的曝光，从而能提供高精度且可以进行高速处理的分割逐次曝光装置PE。

另外，如上述实施方式所示，设置具有斜面的两个隔离件20A、20B，代替构造上述向上倾斜的安装面16b，也可以如下构造，即，设置如图26所示的两个隔离件20C、20D。这种情况中，隔离件20D由具有倾斜面的固定部件81和具有可通过进给螺杆83移动的倾斜面的可动部件82构成，通过使可动部件82相对固定部件81移动，也可以使吸盘部16的安装面16b从外端面向内侧向上倾斜。

(第五实施方式)

接着，参照图27对根据本发明第五实施方式的分割逐次曝光装置PE进行说明。而且，对于和第一、第三实施方式相同的部分，标以相同的标号并省略或简化其说明。

在本实施方式中，作为掩模，和第四实施方式的相同，使用在没有重力作用的状态(或纵置)状态下水平地配置时呈平坦形状的掩模M0。另一方面，在本实施方式的掩模保持框12A的上部内周缘固定玻璃部件90。而且，配置在掩模保持框12A和吸盘部16之间的两个隔离件20E，以覆盖掩模保持框12A的内周缘的方式形成为矩形。这样，在掩模M0的上表面侧由掩模M0、吸盘部16、隔离件20E、掩模保持框12A及玻璃部件90形成密闭空间91，通过压力控制机构92将密闭空间91内控制到规定的空气压力。

这样，在通过吸引管嘴16a由真空式吸附装置将掩模M0保持在吸盘部16上的状态下，使压力控制机构92动作，使密闭空间91内部成为负压，以在与掩模M0的上表面及下表面接触的空气中产生压力差，这时，中央部分凹陷的掩模M0(图27的单点划线)被保持为平坦的形状(图27的实线)。

其他的结构和作用与第一实施方式相同。

因此，根据本实施方式的分割逐次曝光装置PE，由于作为将曝光时的掩模M0保持为平坦形状的平坦状态形成单元，具有使与掩模M0的上表面及下表面接触的空气中产生压力差的压力控制机构92，当在基板W上的多个规定位置曝光时，工件装载台输送机构2B在保持基板W和掩模M间的曝光间隙的状态下，使工件装载台2相对掩模装载台1进行相对移动，所以，能在抑制掩模的振动的同时，实现快速模式下的基板W和掩模M的相对移动，从而能缩短曝光动作的间隔时间。而且，由于掩模M0在曝光时维持平坦的形状，所以能进行高精度的曝光，从而能提供高精度且可以进行高速处理的分割逐次曝光装置PE。

(第六实施方式)

接着，对根据本发明第六实施方式的分割逐次曝光装置PE进行说明。而且，对于和第一、第三实施方式相同的部分，标以相同的标号并省略或简化其说明。

在本实施方式中，作为掩模，和第四实施方式的相同，使用在没有重力作用的状态(或纵置)状态下水平地配置时呈平坦形状的掩模M0。另一方面，在本实施方式的吸盘部16上，在吸引管嘴16a的外侧设置配管H。在配管H上以朝向基板W的表面开口的方式形成多个排出口Ha，而且，与外部的正压泵P连接。

而且，在本实施方式中，当在基板上的多个规定位置对各层的图案进行曝光时，在进行第一层的曝光时，为了调整基板W和掩模M0间的曝光间隙，操作Z轴输送台2A，这时，通过以留出曝光间隙的方式使基板W接近掩模M，使掩模M0和基板W间的气压上升、产生正压，从而使掩模M0以变成平坦形状的方式变形。

另外，从正压泵P通过配管H供给气体，使气体从排出口Ha排出，形成气幕，同时，在掩模M0和基板W的周围设置小的间隙、以形成周围压力，维持掩模M0和基板W间的压力分布，从而维持掩模M0的平坦形状。因此，在本实施方式中，Z轴输送台2A、正压泵P及配管H用作在掩模M0和基板W间产生正压的正压产生机构。

而且，当在快速模式中使工件装载台2相对掩模装载台1相对移动时，为了保持基板W和掩模M0间的曝光间隙，从正压泵P供给气体，通过气幕维持掩模M0和基板W间的压力分布，同时进行步进移动。

其它结构及作用与第一、第三实施方式的相同。

因此，根据本实施方式的分割逐次曝光装置PE，由于作为将曝光时的掩模M0保持为平坦形状的平坦状态形成单元，具有在掩模和基板间产生正压的正压产生机构，当在基板W上的多个规定位置曝光时，工件装载台输送机构2B在保持基板W和掩模M间的曝光间隙的状态下，使工件装载台2相对掩模装载台1进行相对移动，所以，能在抑制掩模的振动的同时，实现快速模式的基板W和掩模M的相对移动，从而能缩短曝光动作的间隔时间。而且，由于掩模M0在曝光时维持平坦的形状，所以能进行高精度的曝光，从而能提供高精度且可以进行高速处理的分割逐次曝光装置PE。

另外，本发明不限于上述任一实施方式限定的结构，在不脱离其要旨的范围内可以由各种形式实施。

Claims (10)

1.一种曝光装置，具有：

保持作为被曝光件的基板的工件装载台；

与所述基板相对配置并保持掩模的掩模装载台；

将图案曝光用的光通过所述掩模照射到所述基板的照射单元；

使所述工件装载台和所述掩模装载台中的一个相对另一个沿水平方向及与该水平方向所在的水平面相垂直的垂直方向相对移动、以使所述掩模的掩模图案与所述基板上的多个规定位置相对的输送机构；及

控制所述输送机构的控制装置，

其特征在于，所述控制装置控制所述输送机构，以使所述输送机构的所述水平方向的相对移动和所述垂直方向的相对移动同步。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，

所述输送机构具有沿水平方向移动所述工件装载台用的马达；

在水平方向的相对移动中，所述控制装置根据所述马达的状态信号控制所述输送机构，以开始所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动。

3.根据权利要求2所述的曝光装置，其特征在于，

在所述水平方向的相对移动中，当所述马达的旋转速度减速到规定速度以下时，所述控制装置控制所述输送机构，以开始所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述控制装置控制所述输送机构，以在到比曝光时的所述掩模和所述基板间的曝光间隙大的第一间隙之前，使所述水平方向的相对移动与所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动同步，而且，从所述第一间隙到所述曝光间隙，仅进行所述掩模和所述基板相互进一步接近的所述垂直方向的相对移动。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述控制装置控制所述输送机构，以从曝光时的所述掩模和所述基板间的曝光间隙到比该曝光间隙大的第二间隙，仅进行所述掩模和所述基板相互远离的所述垂直方向的相对移动，而且，越过所述第二间隙之后，使所述水平方向的相对移动与所述掩模和基板相互进一步远离的所述垂直方向的相对移动同步。

6.一种使用具有下述组件的曝光装置的曝光方法，其中该曝光装置具有：

保持作为被曝光件的基板的工件装载台；

与所述基板相对配置并保持掩模的掩模装载台；

将图案曝光用的光通过所述掩模照射到所述基板的照射单元；

使所述工件装载台和所述掩模装载台中的一个相对另一个沿水平方向及垂直方向相对移动、以使所述掩模的掩模图案与所述基板上的多个规定位置相对的输送机构；及

控制所述输送机构的控制装置，

所述曝光方法的特征在于，所述输送机构使所述水平方向的相对移动和所述垂直方向的相对移动同步地进行。

7.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，

所述输送机构具有沿水平方向移动所述工件装载台用的马达；

在所述水平方向的相对移动中，所述控制装置根据所述马达的状态信号控制所述输送机构，以开始所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动。

8.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，

在所述水平方向的相对移动中，当所述马达的旋转速度减速到规定速度以下时，所述控制装置控制所述输送机构，以开始所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的曝光方法，其特征在于，

所述控制装置控制所述输送机构，以在到比曝光时的所述掩模和所述基板间的曝光间隙大的第一间隙之前，使所述水平方向的相对移动与所述掩模和所述基板相互接近的所述垂直方向的相对移动同步，而且，从所述第一间隙到所述曝光间隙，仅进行所述掩模和所述基板相互进一步接近的所述垂直方向的相对移动。

10.根据权利要求6～8中任一项所述的曝光方法，其特征在于，

所述控制装置控制所述输送机构，以从曝光时的所述掩模和所述基板间的曝光间隙到比该曝光间隙大的第二间隙，仅进行所述掩模和所述基板相互远离的所述垂直方向的相对移动，而且，越过所述第二间隙之后，使所述水平方向的相对移动与所述掩模和基板相互进一步远离的所述垂直方向的相对移动同步。

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